教學大綱

本講義の目的

コンピュータアーキテクチャの基本を學ぶ

時間・場所

火曜日 10:15 - 11:45、工3-31

ホームページ（ダウンロード可能）

http://www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/￣sakai/hard/

教科書

坂井修一『コンピュータアーキテクチャ』（コロナ社、電子情報レクチャーシリーズC-9）
教科書通りやります

参考書

D. Patterson and J. Hennessy, Computer Organization & Design、2nd Ed.
　（邦訳『コンピュータの構成と設計』（第2版）上下 (日系BP））

馬場敬信『コンピュータアーキテクチャ』（改訂2版）、オーム社

富田眞治『コンピュータアーキテクチャ（特）』、丸善

予備知識：論理回路

坂井修一『論理回路入門』、培風館

成績

試験（＋出席）

講義の概要と予定

1. コンピュータアーキテクチャ入門
   ディジタルな表現、負の數、実數、加算器、ALU，フリップフロップ、レジスタ、計算のサイクル
2. データの流れと制御の流れ
   主記憶装置、メモリの構成と分類、レジスタファイル、命令、命令実行の仕組み、実行サイクル、算術論理演算命令、シーケンサ、条件分岐命令
3. 命令セットアーキテクチャ
   操作とオペランド、命令の表現形式、アセンブリ言語、命令セット、算術論理演算命令、データ移動命令、分岐命令、アドレシング、サブルーチン、RISCとCISC
4. パイプライン処理（1）
   パイプラインの原理、命令パイプライン、オーバヘッド、構造ハザード、データハザード、制御ハザード
5. パイプライン処理（2）
   フォワーディング、遅延分岐、分岐予測、命令スケジューリング
6. キャッシュ
   記憶階層と局所性、透過性、キャッシュ、ライトスルーとライトバック、ダイレクトマップ型、フルアソシアティブ型、セットアソシアティブ型、キャッシュミス
7. 仮想記憶
   仮想記憶、ページフォールト、TLB、物理アドレスキャッシュ、仮想アドレスキャッシュ、メモリアクセス機構
8. 命令レベル並列処理（1）
   並列処理、並列処理パイプライン、VLIW、スーパスカラ、並列処理とハザード
9. 命令レベル並列処理（2）
   静的最適化、ループアンローリング、ソフトウェアパイプライニング、トレーススケジューリング
10. アウトオブオーダ処理
    インオーダーとアウトオブオーダー、フロー依存、逆依存、出力依存、命令ウィンドウ、リザベーションステーション、レジスタリネーミング、マッピングテーブル、リオーダバッファ、プロセッサの性能
11. 入出力と周辺装置
    周辺装置、ディスプレイ、二次記憶装置、ハードウェアインタフェース、割り込みとポーリング、アービタ、DMA、例外処理

測驗

7月後半